液体喷射装置和液体喷射头的制作方法

本发明涉及一种液体喷射装置，其使液体在液体喷射头中循环并进行液体的喷射，并且涉及液体喷射头。

背景技术：

近年来，已经提出了一种配置，其可适用于使用能够从喷射口喷射墨(液体)的打印头(液体喷射头)的打印装置(液体喷射装置)，在所述配置中通过产生通过喷射口的墨流来去除增稠的墨、气泡和污染物。

同时，国际公开no.wo2017/000997描述了一种配置，其能够使得墨供应到打印头的方向反向。具体地，公开了一种配置，其包括切换机构，切换机构由泵和多个驱动阀形成并设置在打印头和两个墨罐之间，并且能够通过打印头从一个墨罐到另一个墨罐在墨的两个流动方向之间双向切换，反之亦然。通过泵的操作产生墨的流动，并且通过切换阀来反转流动方向。通过反转墨流动方向，墨在墨罐和流动通路中被搅拌，由此防止流动通路由于其中的固体组分的沉淀和沉积而堵塞。

在国际公开no.wo2017/000997的打印装置中，打印头通过位于打印头在墨流动方向上的上游侧的流动通路被再填充(补充)墨。同时，通过使用位于打印头在墨流动方向上的下游侧的泵防止打印头被再填充通过下游侧的流动通路流回的墨。因此，当在诸如高负荷打印要在短时间内喷射大量墨的打印条件下进行打印时，打印头可能仅用来自上游侧的流动通路的墨被不充分地再填充，由此打印头中的压力容易部分地发生显著变化。更准确地说，关于在多个喷射口中重复墨喷射操作的喷射口，喷射口下游侧上的负压增加。该负压导致在不喷射墨的状态下在其它喷射口附近通过的墨的流量增加。因此，负压可能在后面的喷射口处显著增加，并且其适当的喷射可能是复杂的，从而导致打印图像质量的劣化。随着设置到打印头的喷射口的数量更大或者随着在高负荷打印中处于不喷射墨的状态的喷射口的数量更大，上述打印图像的质量的劣化变得更加明显。

技术实现要素：

本发明提供一种以使得即使在不进行打印时也在内部循环液体的方式使用的液体喷射头。这里，通过提高液体喷射头的液体再填充性能并同时保持循环液体的功能，稳定了液体从液体喷射头喷射的状态。

在本发明的第一方面中，提供了一种液体喷射装置，包括：

喷射口，其配置成喷射液体；

压力室，其配置成存储待从喷射口喷射的液体；

元件，其配置成产生用于喷射压力室中的液体的能量；

第一罐和第二罐，其均配置成能够储存液体；

流动通路，其配置成通过压力室在第一罐和第二罐之间建立连通；

切换单元，其配置成在从第一罐流动到第二罐的第一方向与从第二罐流动到第一罐的第二方向之间切换液体在流动通路中的流动方向；以及

压力补偿单元，其配置成当在液体的流动方向上位于压力室的下游侧上的流动通路的下游侧流动通路部分中的压力是预定压力或更低时，通过将液体供应到下游侧流动通路部分来补偿下游侧流动通路部分中的压力降低。

在本发明的第二方面中，提供了一种将通过安装在根据本发明的第一方面所述的液体喷射装置上而被使用的液体喷射头，所述液体喷射头包括：

元件板，其包括：

所述喷射口，其配置成喷射液体，

所述压力室，其配置成存储待从喷射口喷射的液体，以及

所述元件，其配置成产生用于喷射压力室中的液体的能量，

所述第一罐和所述第二罐，其均配置成能够储存液体；以及

支撑主体，其配置成支撑所述元件板，并设置有流动通路以通过压力室建立第一罐和第二罐之间的连通。

在本发明的第三方面中，提供了一种液体喷射装置，其包括：

喷射口，其配置成喷射液体；

压力室，其配置成存储待从喷射口喷射的液体；

元件，其配置成产生用于喷射压力室中的液体的能量；

第一罐和第二罐，其均配置成能够储存液体；

流动通路，其配置成通过压力室在第一罐和第二罐之间建立连通；

切换单元，其配置成在从第一罐流动到第二罐的第一方向以及从第二罐流动到第一罐的第二方向之间切换液体在流动通路中的流动方向；

第一压力调节通路和第二压力调节通路，其均配置成调节第一罐和第二罐中的压力；

连通通路，其配置成在第一压力调节通路和第二压力调节通路之间建立连通；以及

被动阀，其设置在所述连通通路中，并且配置成根据在液体的流动方向上位于压力室的下游侧上的下游侧流动通路部分中的压力与在液体的流动方向上位于压力室的上游侧上的上游侧流动通路部分中的压力之间的差打开和关闭所述连通通路。

根据本发明，压力控制是通过根据液体喷射头中的压力条件适当地用液体再填充液体喷射头来进行。因此，可以提高液体喷射头的液体再填充性能并稳定液体喷射头的喷射状态。

此外，根据本发明，通过使用共同的某种配置可以执行多个流动通路所需的压力控制。因此，可以提供一种液体喷射装置，其能够用数量少的组件以低成本和小尺寸稳定地执行喷射操作。

根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1a是根据本发明第一实施例的打印装置的示意性结构图，图1b是图1a的打印装置中的控制系统的框图；

图2是示出图1a的打印装置中的墨通道的状态的示意图；

图3是示出图2的墨通道的另一种状态的示意图；

图4是示出图2的墨通道的又一种状态的示意图；

图5是示出图2的墨通道的另一种状态的示意图；

图6a、图6b和图6c是示出本发明第一实施例中的液体供应单元和阀单元的示意图；

图7a和图7b是示出本发明第一实施例中的液体喷射头的透视图；

图8是图7a的液体喷射头的分解透视图；

图9是示出构成图7a的液体喷射头的流动通路构件的示意图；

图10是图9中的部分x的放大图；

图11是沿图10中的线xi-xi截取的横截面图；

图12a和图12b是本发明第一实施例中的喷射模块的透视图；

图13a是本发明第一实施例的打印元件板的平面图，图13b是图13a中部分xiiib的放大图，图13c是图13a中的打印元件板的后视图；

图14是沿图13a中的线xiv-xiv截取的横截面图；

图15是示出两个打印元件板的相邻部分的平面图；

图16a是本发明第一实施例中的负压控制单元的透视图，图16b是沿图16a中的线xv1b-xv1b截取的横截面图，图16c是沿图16a中的线xv1c-xv1c截取的横截面图；

图17是本发明第一实施例的压力控制单元的阀部分处的流动阻力与阀孔之间的关系图；

图18是示出根据本发明第二实施例的打印装置中的墨通道的示意图；

图19a和图19b是示出根据本发明第三实施例的打印装置中的墨通道的示意图；

图20是示出在根据本发明第四实施例的打印装置正在进行打印时打印装置中的墨通道的示意图；

图21是示出在根据本发明第四实施例的打印装置未在进行打印时打印装置中的墨通道的示意图；以及

图22是示出在根据本发明第四实施例的打印装置未在进行打印时打印装置中的墨通道的另一状态的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的液体喷射装置的优选实施例。然而，应当注意，本发明的范围应由所附权利要求限定，并且以下描述不旨在限制本发明的范围。还应理解，下面描述的形状、布局和其它特征不旨在限制本发明的范围。

[第一实施例]

(喷墨打印装置)

图1a是示意性构造图，图1b是喷墨打印装置(在下文中简称为打印装置或装置)的控制框图，该喷墨打印装置可以用作本发明的液体喷射装置。如图1a所示，作为打印介质的片材s以在打印单元2下方通过的方式通过输送单元700以预定速度沿x方向传送。打印单元2主要包括液体喷射头300和稍后将描述的液体循环单元504(其在图1a中未示出)。在液体喷射头300中，在y方向上以预定间距布置喷射口，所述喷射口在z方向上以液滴形式喷射含有着色剂的墨。

在图1b中，cpu500根据存储在rom501中的程序同时使用作为工作区的ram502来控制整个装置1。例如，cpu500根据存储在rom501中的程序和参数对从外部连接的主机装置600接收的图像数据进行规定的图像处理，从而产生喷射数据以用于使液体喷射头300喷射墨。根据喷射数据驱动液体喷射头，从而以预定频率喷射墨。在通过液体喷射头300进行的上述喷射操作过程中，驱动传送马达503以与喷射频率相对应的速度沿x方向传送片材s。因此，在片材s上打印与从主机装置600接收的图像数据一致的图像。

液体循环单元504是用于在循环墨的同时将液体(墨)供应到液体喷射头300的单元。液体循环单元504控制整个系统以用于循环墨，系统包括稍后将描述的液体供应单元220，以及在cpu500的控制下的负压控制单元3和切换机构4等。

(打印装置内的流体流动通路)

将描述整个喷墨打印装置的流体流动通路。图2至图5是示出根据本发明第一实施例的液体喷射装置(喷墨打印装置)内的液体流动通路(墨流动通路)的示意图。

液体喷射头300连接到第一罐21和第二罐22，所述第一罐21和第二罐22分别存储四种颜色的墨(液体)，即c(青色)、m(品红色)、y(黄色)和k(黑色)。为了便于理解，图2示出了液体喷射头300，同时根据各种颜色的墨将其分解。然而，实际上，用于所有四种颜色的墨流动通路都形成在单个液体喷射头300中，并且用于每种墨颜色的墨流动通路连接到相应的罐。

图2是示出流体流动通路(墨流动通路和气体流通路)的示意图，其处于等待通过打印装置进行打印操作的待机状态(非打印状态)。能够存储大量墨并且还可更换的主罐1002通过过滤器1001和墨接头8连接到用于每种颜色的墨的第一罐21。主罐1002包括外部空气连通孔(未示出)。因此，当墨流动通路中的墨与液体喷射头300的喷射操作和维护过程(诸如抽吸回收)相关联地被消耗时，第一罐21可以响应于来自第一罐中的剩余量检测机构(未示出)的信号被再填充来自主罐1002的墨。

相应颜色的墨储存在第一罐21和第二罐22中，并且在普通状态下每个罐中存在空气部分(上层)和墨部分(下层)。同时，在第一罐和第二罐中的每一个罐的上壁中设置空气连接端口23以在空气部分和外部之间建立连通，同时在其侧壁的下部部分处设置墨连接端口20以连接墨部分和液体喷射头300。

空气可以通过相应的空气连接端口23进入和离开第一罐21和第二罐22。气液分离膜24设置在第一罐21和第二罐22中的每一个罐的空气连接端口处。气液分离膜24具有防止墨渗透到空气管道(空气通道)中以及在发生像打印装置的主体侧向倾倒的倾翻情况下引起颜色混合的功能。为此，气液分离膜24优选地具有低流动阻力和低墨可渗透性。例如，可以有利地使用防水过滤器。

用于每种颜色的第一罐21的空气连接端口23通过单独的阀5(表示为v2)共同连接到切换机构4。用于各种颜色的第二罐的空气连接端口23在没有其它阀中介的情况下连接到共同的切换机构4。如上所述，用于调节第一罐21内的压力的第一压力调节通道25连接到每个第一罐21的空气连接端口23。同样，第二压力调节通道26连接到每个第二罐22的空气连接端口23。第一压力调节通道25和第二压力调节通道26二者都连接到切换机构4和负压控制单元3。

第一罐的墨部分通过供应阀6(表示为v3)液体连接到液体喷射头300，并且与对应于每种颜色并且位于液体喷射头300中的第一公共流动通路12连通。第二罐22的墨部分在没有其它阀中介的情况下连接到液体喷射头300，并且与对应于每种颜色并且位于液体喷射头300中的第二公共流动通路13连通。

由第一罐21、第二罐22、过滤器1001和供应阀(v3)形成的单元将在下文中称为液体供应单元220。本实施例描述了集成液体供应单元220的这些组件的状态。然而，这些组件可以彼此独立地并且彼此分开地提供。

切换机构4包括四个开关阀(表示为v1a、v1b、v1c和v1d)，并且共同作用于青色循环通道(c)、品红色循环通道(m)、黄色循环通道(y)和黑色循环通道(k)。更准确地说，第一开关阀v1a和第四开关阀v1d中的每一个的一侧连接到四个第一罐21的空气连接端口23。第二开关阀v1b和第三开关阀v1c中的每一个的一侧连接到四个第二罐22的空气连接端口23。第一开关阀v1a和第二开关阀v1b中的每一个的另一侧连接到负压控制单元3中的第一压力控制机构31(h)。第三开关阀v1c和第四开关阀v1d中的每一个的另一侧连接到负压控制单元3中的第二压力控制机构32(l)。

切换机构4可以通过适当地切换四个开关阀v1a至v1d的打开状态和关闭状态来不同地切换用于各种颜色的第一罐21和第二罐22的空气部分、第一压力控制机构31和第二压力控制机构32之间的连接关系。在下文中，连接到第一压力控制机构的开关阀v1a和v1b将统称为第一切换部分，而连接到第二压力控制机构的开关阀v1c和v1d将统称为第二切换部分。

本实施例中的流体通道包括用以使用于喷射的液体(墨)循环的流动通路(通道)以及用以使在压力控制中使用的用于喷射液体的气体(空气)循环的流动通路(通道)。由于液体的流动方向和气体的流动方向彼此对应，因此术语“流方向”或“流动方向”将用于共同表示这些方向。

现在，将描述第一压力控制机构(也称为第一压力控制单元)31和第二压力控制机构(也称为第二压力控制单元)32。

第一压力控制机构31和第二压力控制机构32分别是所谓的减压管制器机构和背压管制器机构，第一压力控制机构31和第二压力控制机构32中的每个在内部包括阀、弹簧和柔性膜等。第一压力控制机构31和第二压力控制机构32中的每一个具有将连接到其上的每个罐的空气部分的负压保持在预定压力范围(规定压力范围)内的功能。

第二压力控制机构32通过真空接头9连接到抽吸泵1000(p)。通过驱动抽吸泵p将第二压力控制机构32的上游侧的空间中的负压调节在预定范围内。抽吸泵1000也可以是真空泵。第一压力控制机构31根据内部中的负压程度连接到大气连通端口36，并将第一压力控制机构31的下游侧的空间内的负压调节在预定范围内。

以这种方式，即使在通过墨流动通路的墨的流量变化的情况下，第一压力控制机构31和第二压力控制机构32可以通过内部阀和弹簧等的操作将各个机构的下游侧和上游侧上的压力稳定在预定范围内。尽管稍后将描述第一压力控制机构31和第二压力控制机构32的细节，但是第二压力控制机构的控制压力被设定为低于第一压力控制机构的控制压力的压力。

在第二压力控制机构32和第三开关阀v1c之间以及和第四开关阀v1d之间设置空气缓冲器7。空气缓冲器7具有防止墨在打印设备的未使用状态持续很长时间的情况下由于环境变化而从喷射口滴落的功能。具体地，在由于环境温度和大气压的变化而使连接到第二压力控制机构32的罐中的空气部分处的空气膨胀的情况下，与空气部分连通的空气缓冲器7随着膨胀的空气而隆起，从而限制了对液体喷射头(特别是打印元件板)施加压力。作为示例，可以有利地使用袋状橡胶或内部具有弱弹簧的弹簧袋形式的空气缓冲器7。

在图2中，第一切换部分(v1a和v1b)的上游端连接到第一压力控制机构31(h)的下游侧，第二切换部分(v1c和v1d)的下游端连接到第二压力控制机构32(l)的上游侧。在图2中，开关阀v1a和v1c打开，而开关阀v1b和v1d关闭。在这种情况下，第一压力控制机构31(h)通过开关阀v1a连接到用于各种颜色的第一罐21，而第二压力控制机构32(l)通过开关阀v1c连接到用于各种颜色的第二罐22。

与图2相反，图3示出了开关阀v1a和v1c关闭而开关阀v1b和v1d打开的情况。在这种情况下，第一压力控制机构31(h)通过打开的阀v1b连接到用于各种颜色的第二罐22，并且第二压力控制机构32(l)通过打开的阀v1d连接到用于各种颜色的第一罐21。

如上所述，可以通过开关阀v1a至v1d的打开和关闭操作双向地切换第一压力控制机构31(h)、第二压力控制机构32(l)和用于各种颜色的第一罐21以及第二罐22之间的连接关系。

上述切换操作由cpu500进行，所述cpu根据各种条件来进行判定，并控制四个开关阀v1a至v1d，所述条件例如是来自用于各种颜色的第一罐21和第二罐22中的墨剩余量检测机构(未示出)的信号。例如，cpu500可以在上游侧的罐中的液体的剩余量达到下限的时刻执行上述切换，或者可以在相同方向上的液体的流动持续预定的时间段的时刻执行上述切换。在液体喷射头300暂停喷射操作的状态下执行每个开关阀的上述切换操作。但是，切换操作本身可以在几秒钟内完成，并且因此不会鉴于打印装置的停机时间而被视作问题。

切换机构4仅需要具有如上所述切换连接状态的功能，并且不仅限于如本实施例中所述的四个开关阀的简单组合的方面。例如，切换机构4可以采用通过使用三通阀和两个滑阀形成第一切换部分和第二切换部分的方面。

(驱动时和再填充时的流体流动通路)

在图2中，单独的阀5(v2)和供应阀6(v3)打开以操作抽吸泵1000(p)。因此，在连接到第一压力控制机构31(h)侧的每个罐(第一罐21)和连接到第二压力控制机构32(l)侧的每个罐(第二罐22)之间产生差压。因此，在液体喷射头300内部发生墨从第一公共流动通路12流向第二公共流动通路13并同时流过各个打印元件板10(图2中的带轮廓的箭头的方向)的流动。更确切地说，在每个第一公共流动通路12和相应的第二公共流动通路13之间发生流过内部设置有打印元件的压力室123(图14)以及与压力室123连通的喷射口附近的墨的流动。因此，可以将不喷射墨的喷射口(处于非喷射状态的喷射口)附近的气泡、增稠的墨和异物等排出到第二罐22。

在用于各种颜色的第二罐22的任何一个罐中，当通过从第一罐21流过液体喷射头300的墨增加第二罐22中的墨量并且墨的液位超过预设高水位检测水平时，切换机构4颠倒第一罐21、第二罐22、第一压力控制机构31(h)和第二压力控制机构32(l)之间的连接关系。图3示出了这个方面。具体地，第二罐22连接到第一压力控制机构31(h)侧，第一罐21连接到第二压力控制机构32(l)侧。因此，此时发生墨从第二公共流动通路13流向第一公共流动通路12同时流过各个打印元件板10(图3中的带轮廓的箭头的方向)的流动，由此气泡、增稠的墨和异物等排出到第一罐21。

此后，当第一罐21的任何一个罐中的墨的液位超过高水位检测水平时或当第二罐22的任何一个罐中的墨的液位低于低水位检测水平时，切换机构再次颠倒连接关系。从墨从喷射口喷射的稳定性的角度来看，优选地，在打印操作暂停的状态下执行上述颠倒操作。但是，切换操作的时间不长于几秒，因此基于打印装置1的停机时间不会产生严重的问题。

通过从液体喷射头300的喷射口喷射墨来减少循环通道中的墨量。因此，当第二罐22中的墨的液位低于低水位检测水平并且第一罐21中的墨的液位低于高水位检测水平时，执行用来自主罐1002的墨再填充第一罐21的操作。在这种情况下，对应于各种颜色的供应阀6(v3)关闭，并且单独的阀5(v2)打开以开始。接下来，切换机构4执行切换以将第一罐连接到第二压力控制机构并将第二罐连接到第一压力控制机构(也就是说，建立图3所示的状态)。然后，在操作抽吸泵1000的同时打开旁通阀35(v4)(旁路通道打开)。具体地，在第一罐21和液体喷射头300通过使用供应阀6(v3)在压力方面彼此分离的状态下，每个第一罐的内部被设定为高负压，从而用主罐1002中的墨再填充第一罐。在这种情况下，用墨再填充所需的量可能在对应于各种颜色的第一罐之间变化。然而，通过基于来自对应于各种颜色的第一罐的高水位检测信号根据各种颜色关闭单独的阀5(v2)，可以防止每个第一罐被过量的墨再填充。

在上述墨再填充操作期间，负静压从第一压力控制机构31(h)通过相应的第二罐22向每个打印元件板10的喷射口施加。因此，稳定地保持每个喷射口处的墨的弯液面。关于所有颜色的墨，用于各种颜色的第二罐22中的墨的液位在完成用墨再填充第一罐21的时刻处于低于低水位检测水平的状态。因此，可以只通过在反转切换机构4的同时打开供应阀6(v3)和各单独的阀5(v2)而使墨从第一罐21流到第二罐22。因此，可以立即开始稳定的打印操作，同时仅需要较短时间(不长于几秒)来进行切换阀的操作。

单独的阀5(v2)和/或供应阀6(v3)的正常状态(电源关闭时的开关状态)是关闭状态，并且第一切换部分(v1a和v1d)优选地通向第一罐22侧，而第二切换部分(v1b和v1c)优选地通向第二罐22侧。具体地，在图2至图5所示的示例中，在四个开关阀(v1a至v1d)的正常状态下，阀v1a和v1c打开，而阀v1b和v1d关闭。通过如上所述的设定，当打印装置关闭时，液体喷射头300建立在压力方面与第一罐21分离并且仅与第二罐22连通的状态。由于第二罐连接到控制压力低的第二压力控制机构32(l)，所以施加到液体喷射头的喷嘴部分的负压可以保持在相对高的状态。因此，可以以将罐设置在高于液体喷射头的位置处的方式增加装置内部的布局自由度，同时防止墨从喷射口滴落。此外，例如，即使在当电源关闭时进行室内运输的情况下打印装置的取向稍微倾斜时，也可以抑制墨从喷射口泄漏。

如上所述，本实施例的墨供应系统可以通过使用所有颜色的墨共用的泵和压力控制机构来进行各种颜色的墨流动所需的压力控制。以这种方式，可以提供高度可靠的打印装置，其尽管尺寸小并且由数量少的组件以低成本形成却能够以高图像质量打印图像同时从喷射口去除气泡、增稠的墨和异物等。在本实施例中，使用四色墨。即使液体的种类进一步增加(例如，浅色墨、特殊颜色墨和打印性能增强的液体等)，压力控制机构也是通常可用的。

在本实施例中，由泵1000、负压控制单元3和切换机构4形成的机构单元通过具有极小压力损失的空气管道连接到第一罐21和第二罐22。因此，该配置使得可以相对自由地选择打印装置中的机构单元的布局，并且带来易于减小打印装置尺寸的优点。

同时，由液体喷射头300和液体供应单元220形成的模块可以组合成液体喷射头并且可互换地安装在打印装置的主体的托架中。当组合(集成)液体喷射头300和液体供应单元220时，只通过分离主罐1002和空气管道就可以简单地更换液体喷射头。此外，液体喷射头仅通过使用打印装置的主体中的空气管道和机构单元连接。因此，通过将主罐1002组合在一起作为液体喷射头，在更换时不存在墨泄漏或散落的风险。因此，可以更容易地更换液体喷射头。

同时，本实施例的液体喷射头采用页宽式行头的模式。作为替代，液体喷射头可以采用所谓的串列头的模式。当液体喷射头采用串列头的模式时，机构单元安装在托架外部，而头部单元通过使用空气管道连接到机构单元，并且仅头部单元安装在托架上并允许来回移动。因此，液体喷射头可以在将增稠的墨和异物排放到罐的同时进行打印。

(负压补偿功能)

在本实施例的墨供应系统中，通过使用在每个第一罐21和相应的第二罐22之间的差压而在液体喷射头300中产生墨的流动。当墨从液体喷射头的喷射口喷射时，进行用墨再填充压力室的再填充。

在下文中，在不从喷射口操作喷射时(下文中也称为“当不操作喷射时”)流过打印元件板10中的墨流动通路的墨的流量将被称为不操作喷射时的墨流量。同时，在操作喷射时(下文中也称为“当操作喷射时”)墨的喷射量将被称为操作喷射时的墨喷射量。

在不操作喷射时的墨流量等于或高于操作喷射时的墨喷射量的情况下，基本上从连接到第一压力控制机构31(h)的罐进行各个压力室的再填充。

另一方面，在操作喷射时的墨喷射量大于不操作喷射时的墨流量的情况下，不仅从连接到第一压力控制机构31(h)的罐并且还从连接到第二压力控制机构32(l)的罐进行各个压力室的再填充。例如，在所谓的高负荷条件下打印时，例如以在短时间内喷射大量墨的方式进行打印的情况，以及液体喷射头以高频率执行多次打印操作的情况，更容易进行从连接到第二压力控制机构32(l)的罐的再填充。

但是，第二压力控制机构32(l)(一般的背压管制器)不会引起回流，因为在回流的情况下内部的阀自动关闭。此外，泵1000还设计成通过在内部使用止回阀而不引起回流。因此，当执行高负荷打印时，连接到第二压力控制机构32(l)的每个罐中的压力可能变得太低而不会导致打印元件板10中的墨流动通路中的不足的再填充。结果，从喷射口喷射的墨量减少，并且图像可能被稀释或模糊。

另一方面，在不同打印元件板10和不执行高负荷打印的喷射口处，流过的墨的流量的增加导致负压的升高和温度的过度下降，并且可能再次导致图像质量的劣化。

在本实施例中，提供了用于负压变化的补偿机构37(下文中也称为负压补偿机构、负压补偿部分或压力补偿单元)以避免上述情况。负压补偿机构37设置在通道上，该通道建立从第一罐21到第二罐22的气体连通。负压补偿机构37由被动阀33和开关阀34(表示为v5)形成，并且设置在通道(连通通路)上，该通道将第一压力控制机构31的下游侧流动通路直接连接到第二压力控制机构32的上游侧流动通路。

被动阀33设计成在其两侧之间的差压(即第一压力控制机构31侧的压力和第二压力控制机构32侧的压力之间的差压)等于或高于预定值(例如等于或高于第一压力控制机构31的控制压力和第二压力控制机构32的控制压力之间的差压)时打开。在图4的示例中，第一压力控制机构31侧的压力对应于第一压力控制机构31和第一罐21之间的流动通路的内部压力。同时，第二压力控制机构32侧的压力对应于第二压力控制机构32和第二罐22之间的流动通路的内部压力。根据上述配置，即使当通过液体喷射头300的喷射操作而减小第二压力控制机构32侧的压力(其中的负压增加)时，也能通过打开被动阀33补偿负压的变化，并且因此防止了负压的过度增加。例如，当第二压力控制机构32侧的压力等于或低于预定压力时，第二压力控制机构32侧的压力通过将液体从第一压力控制机构31侧供给到第二压力控制机构32侧而增加。因此，可以补偿这种压力降低。以这种方式，即使在高负荷打印时，也可以从每个打印元件板10的喷射口稳定地喷射墨。

在图4中的所有打印元件板10中，用轮廓线表示的打印元件板10处于高负荷打印正在进行的状态。同时，用阴影表示的打印元件板10处于喷射操作未在进行的状态(处于非喷射状态)或处于以低负荷驱动打印元件的状态。

高负荷打印正在用于颜色c(青色)的打印元件板的主要部分(轮廓部分)和用于颜色y的打印元件板的整个部分(轮廓部分)上进行，这些部分正被用来自第二罐22的墨再填充。因此，与用墨再填充的量相对应的空气通过被动阀33从第一压力控制机构31供应，以便抑制用于颜色c和颜色y的第二罐22的每个罐中的负压的增加，从而抑制负压的增加。因此，处于待机状态的用于颜色m和颜色k的第二罐22的每个罐中的内部压力几乎不变，并且因此墨的稳定流动继续。在具有多个打印元件板的液体喷射头中，作为本实施例中的页宽式，再填充模式根据每个打印元件板10的打印负荷而不同，如图4所示的在用于c(青色)的液体喷射头300中那样。也就是说，以低负荷驱动的打印元件板用仅来自第一罐21侧的墨再填充。同时，以高负荷驱动的打印元件板用来自第一罐21侧和第二罐22侧这两侧的墨再填充。

如上所述，根据本实施例，可以在任何条件下抑制连接到第二压力控制机构32的罐内的负压的过度增加。

(强回收模式)

本实施例可以进一步执行强回收模式，以便在喷射口和液体喷射头300内部的流动通路中排出在普通墨流量中不能完全排出的气泡、增稠的墨和异物等。

图5是示出强回收模式下的通道的状态的示意图。连接在第二压力控制机构32(l)的上游侧的流动通路和其下游侧的流动通路之间的旁通阀35(表示为v4)是打开的。因此，不考虑第二压力控制机构32的控制压力，可以根据抽吸泵1000的转数控制每个第一罐21和相应的第二罐22之间的差压。换句话说，流过液体喷射头300的墨的流量可以比上述通常的循环中的流量增加得更多。流过液体喷射头300的墨的流量可以在能够在每个喷射口处保持墨的弯液面的范围内并且考虑液体喷射头的喷射性能的回收属性来选择。该强回收模式在非打印状态下执行。因此，即使流量产生更为适合提供适于打印的喷射特性的负压，流过液体喷射头300的墨的流量也不会引起任何问题。

喷射口部分处的流动通路通常是液体喷射头中最精细的流动通路。因此，即使墨流量增加，也难以排出积聚在喷射口的墨流动方向(液体的流动方向)的上游侧上的气泡和异物等。因此，在强回收模式仅执行预定时间段之后，优选地通过切换机构4的操作反转液体喷射头300中的墨流动方向，并且然后再次执行强回收模式。根据如上所述的强回收模式，与回收与抽吸操作和加压操作相关的液体喷射头的传统操作不同，可以进行回收喷射口的操作而不会导致大量的废墨。因此，可以实现废墨的减少和回收机构的简化。

这里，当执行强回收模式时，需要以关闭上述负压补偿机构的开关阀34(表示为v5)的方式来执行控制。这是由于以下原因。具体地，在强回收模式中施加压力，以便在第一罐和第二罐之间产生比通常更大的差压。因此，如果开关阀34打开，则由于被动阀33也打开，因此不可能实现大的差压。或者，也可以对被动阀33赋予关闭功能。

(液体供应单元和阀单元)

图6a、图6b和图6c是示出液体供应单元220、阀单元400和负压控制单元3的具体配置的图。

阀单元400是机构单元，其包括：图2至图5中所示的各个阀(v1a、v1b、v1c、v1d、v2、v3、v4和v5)、空气缓冲器7、墨接头8、真空接头9以及墨和空气流动通路构件。如图6a所示，阀单元400设置有待连接到用于四种颜色的墨的主罐的墨接头8、以及待连接到抽吸泵1000的真空接头9。各接头分别与单元内的墨流动通路和空气通路连通。

图6b是示出液体供应单元220和阀单元400彼此分离的状态的透视图。从图6b中可以看出，从每个墨接头8流入的所供应的墨流过过滤器1001以便除去墨中的异物，并然后被供给到内部中的第一罐21。同时，液体供应单元的第一罐21和第二罐22的空气部分通过空气连接端口23连接到阀单元400中的空气流动通路(未示出)。

图6c是阀单元400的俯视图。负压控制单元3、切换机构4(开关阀41至44)、四个单独的阀5(其每个由电磁阀形成)、负压补偿机构37(其由被动阀33和开关阀34形成)、旁通阀35、四个供应阀6和空气缓冲器7以平面方式设置在阀单元400上。其中，开关阀41至44和34、旁通阀35和供应阀6通过分别机械地连接到打印装置的主体中的齿轮-凸轮机构(未示出)而受到开关控制。如果这些阀与各单独的阀5一样采用电磁阀，则基于功能角度没有问题。同时，各单独的阀5可以通过主体中的齿轮-凸轮机构受到开关控制。这里，四个供应阀6同时对所有颜色的墨执行开关操作。为此，通过使用机构进行机械控制比单独使用各电磁阀需要更低的成本。同时，需要根据墨的颜色(根据液体的类型)对各单独的阀5进行开关控制。为此，电控制比根据墨颜色准备马达和机构需要更低的成本。

如图2所示，第一压力控制机构31(h)和第二压力控制机构32(l)二者都内置在负压控制单元3中，负压控制单元设置在阀单元400上。通过分别操作安装在第一压力控制机构31(h)和第二压力控制机构32(l)内部的阀和弹簧构件等，可以将液体喷射头300的每个流动通路内的负压稳定在一定范围内。稍后将参考图12a和图12b描述负压控制单元3的结构的细节。

(液体喷射头的具体配置)

将参考图7a、图7b和图8描述本实施例的液体喷射头300的具体配置。

图7a和图7b是本实施例的液体喷射头300的透视图。本实施例的液体喷射头300是行式液体喷射头，其中十五个打印元件板10线性排列(设置成行)。每个打印元件板10能够喷射c(青色)、m(品红色)、y(黄色)和k(黑色)四种颜色的墨。

液体喷射头300包括信号输入端子91和电源端子92，它们通过柔性布线板40和电气布线板90电连接到各个打印元件板10。信号输入端子91和电源端子92电连接到打印装置1的控制单元，并且向打印元件板10提供喷射所需的喷射驱动信号和电力。通过使用电气布线板90中的电路来整理布线，可以将信号输入端子91的数量和电源端子92的数量减少成小于打印元件板10的数量。以这种方式，当将液体喷射头300附接到打印装置1时或者当更换液体喷射头300时，可以减少要断开的电触点的数量。

设置在液体喷射头300的两个端部部分上的液体连接器111连接到液体供应单元220中的用于各种颜色的第一罐和第二罐。

图8是构成液体喷射头300的组件和单元的分解透视图。

壳体80包括支撑液体喷射头300的支撑部分81和支撑电气布线板90的支撑部分82，并确保整个液体喷射头的刚度。安装喷射模块200的流动通路构件210装配到支撑部分81。支撑部分82和支撑部分81用螺钉固定到壳体80。支撑部分81校正液体喷射头300的弯曲或变形，并确保多个元件板10的相对位置精度，从而抑制打印图像中的条纹或浓度不均匀的出现。因此，支撑部分81优选地具有足够的刚度，并且诸如sus和铝的金属材料或诸如氧化铝的陶瓷是适合于此的材料。支撑部分81设置有开口83和84以允许插入橡胶接头100。从液体供应单元220供应的墨流过橡胶接头100中的孔并被引导到构成墨喷射头300的第三流动通路构件70。

盖构件130装配到与打印介质相对的液体喷射头300的表面上。如图8所示，盖构件130是设置有长形开口131的框架状构件。包括在喷射模块200中的打印元件板10和密封构件110(参见图12a)从开口131露出。围绕开口131的框架部分用作接触表面以与盖构件接触，盖构件在打印待机期间盖住液体喷射头300。因此，优选地通过沿着开口131的周边涂覆粘合剂、密封剂和填充物等中的任何一种来填充液体喷射头300的喷射口表面上的粗糙部和间隙，从而在盖住时形成封闭的空间。

接下来，将描述包括在液体喷射头300中的流动通路构件210的细节。如图8所示，流动通路构件210通过堆叠第一流动通路构件50、第二流动通路构件60和第三流动通路构件70而形成。流动通路构件210是用于将从液体供应单元220供应的液体分配到各个喷射模块200并且使在喷射模块200中循环的液体返回到液体供应单元220的流动通路构件。流动通路构件210用螺钉固定到液体喷射头支撑部分81。因此，抑制了流动通路构件210的弯曲和变形。

图9中的部分(a)至(f)示出了表示第一、第二和第三流动通路构件的前表面和后表面的图。在图9中，部分(a)示出了其上安装有喷射模块200的第一流动通路构件50的表面，而部分(f)示出了与液体喷射头支撑部分81接触的第三流动通路构件70的表面。第一流动通路构件50接合到第二流动通路构件60，使得作为这些构件的接触表面的图9的部分(b)的表面和图9的部分(c)的表面彼此相对。第二流动通路构件接合到第三流动通路构件，使得作为这些构件的接触表面的图9的部分(d)的表面和图9的部分(e)的表面彼此相对。通过将第二流动通路构件60接合到第三流动通路构件70，通过使用其中限定的公共流动通路凹槽62和71形成沿流动通路构件的纵向方向延伸的八个公共流动通路。因此，在流动通路构件210中形成用于每种颜色的第一公共流动通路12和第二公共流动通路13的组。第三流动通路构件70的连通端口72通过橡胶接头100中的相应孔与液体供应单元220流体连通。多个连通端口61形成在第二流动通路构件60的公共流动通路凹槽62的底表面中，并且连通端口61与第一流动通路构件50的各单独的流动通路凹槽52的端部部分连通。连通端口51形成在第一流动通路构件的各单独的流动通路凹槽52的另一个端部部分上，并且连通端口51与多个喷射模块200流体连通。通过使用各单独的流动通路凹槽52可以集中地形成朝向流动通路构件的中心的流动通路。

第一、第二和第三流动通路构件中的每一个优选地由对液体具有耐腐蚀性和低线性膨胀系数的材料制成。例如，通过将二氧化硅或氧化铝的无机填料(颗粒和纤维等)添加到作为基材的氧化铝、lcp(液晶聚合物)、pps(聚苯硫醚)和psf(聚砜)中的任一种而制备的复合材料(树脂材料)可以合适地用作所述材料。对于形成流动通路构件210的方法，三个流动通路构件可以堆叠并彼此附接。或者，当选择树脂复合树脂材料作为所述材料时，可应用通过焊接进行结合的方法。

接下来，将参考图10描述流动通路构件210中的各个流动通路之间的连接关系。图10是通过接合第一、第二和第三流动通路构件形成的流动通路构件210中的一部分流动通路的从其上安装有喷射模块200的第一流动通路构件50的表面的方向观察的放大透视图。流动通路构件210包括用于各种颜色的第一公共流动通路12(12a、12b、12c和12d)和第二公共流动通路13(13a、13b、13c和13d)，其在液体喷射头300的纵向方向上延伸。由各单独的流动通路凹槽52形成的多个第一单独的流动通路(213a、213b、213c和213d)通过连通端口61连接到用于各种颜色的第一公共流动通路12。同时，由各单独的流动通路凹槽52形成的多个第二单独的流动通路(214a、214b、214c和214d)通过连通端口61连接到用于各种颜色的第二公共流动通路13。上述流动通路配置使得可以将墨从各个第一公共流动通路12通过第一单独的流动通路213的组集中地引导到打印元件板10，所述打印元件板10每个均位于相应的流动通路构件的中心部分。此外，该流动通路配置使得可以通过第二单独的流动通路214的组将墨从打印元件板10转移到相应的第二公共流动通路13。

图11是沿图10中的线xi-xi截取的横截面图。如图11所示，各第二单独的流动通路(214a和214c)中的每个通过相应的连通端口51与喷射模块200连通。图11中的横截面仅示出了各第二单独的流动通路(214a和214c)。然而，在另一个横截面中，各第一单独的流动通路213与喷射模块200连通，如图10所示。用于将墨从第一流动通路构件50供应到打印元件板10上的打印元件115(参见图14)的流动通路形成在包括在每个喷射模块200中的支撑构件30和打印元件板10中。同时，还在其中形成用于将供应到打印元件115的全部或部分液体回收(循环)返回到第一流动通路构件50的流动通路。

当墨如图2所示循环时，用于每种颜色的第一公共流动通路12通过液体供应单元220连接到压力控制机构(高压侧)31，同时相应的第二公共流动通路13通过液体供应单元220连接到压力控制机构(低压侧)32。第一公共流动通路12和第二公共流动通路13之间的差压(压力上的差异)由负压控制单元3产生，负压控制单元包括压力控制机构(高压侧)31和压力控制机构(低压侧)32。结果，依次流动通过第一公共流动通路12、第一单独的流动通路213a、打印元件板10、第二单独的流动通路213b和第二公共流动通路13的每种颜色的墨的流动是在如图10和图11所示配置的液体喷射头中产生的。

同时，当墨如图3所示循环时，用于每种颜色的第一公共流动通路12通过液体供应单元220连接到压力控制机构(低压侧)32，同时相应的第二公共流动通路13通过液体供应单元220连接到压力控制机构(高压侧)31。第一公共流动通路12和第二公共流动通路13之间的差压(压力上的差异)由负压控制单元3产生，负压控制单元包括压力控制机构(高压侧)31和压力控制机构(低压侧)32。结果，依次流动通过第二公共流动通路13、第二单独的流动通路213b、打印元件板10、第一单独的流动通路213a和第一公共流动通路12的每种颜色的墨的流动是在如图10和图11所示配置的液体喷射头中产生的。

(喷射模块)

图12a是每个喷射模块200的透视图，图12b是其分解图。对于制造喷射模块200的方法，首先将打印元件板10和柔性布线板40附接到预先设置有液体连通端口31的支撑构件30上。此后，通过引线结合将打印元件板10上的端子16电连接到柔性布线板40上的端子41，并然后用密封构件110覆盖并密封引线结合部分(电连接部分)。位于与打印元件板10相对的相对侧上的柔性布线板40上的端子42电连接到电气布线板90上的连接端子93(参见图8)。支撑构件30不仅用作支撑介质以支撑打印元件板10，还用作流动通路构件以在打印元件板10和流动通路构件210之间建立流体连通。因此，支撑构件30优选地具有高平坦度并且能够以足够高的可靠性接合到打印元件板。用于支撑构件30的合适材料的示例包括氧化铝和树脂材料。

(打印元件板的结构)

将描述本实施例的打印元件板10的配置。

图13a是形成有喷射口113的打印元件板10的表面的平面图，图13b是图13a中用xiiib表示的部分的放大图，图13c是在图13a的另一侧的平面图。如图13a所示，在打印元件板10的喷射口形成构件112中形成对应于各种墨颜色的四排喷射口。需注意，通过排列多个喷射口113形成的一排喷射口的延伸方向将在下文中被称为“喷射口排方向”。

如图13b所示，作为用于利用热能将液体转换成气泡的加热器元件的打印元件115位于与各个喷射口113对应的位置。内部包含打印元件115的压力室123由分隔壁122限定。通过使用设置在打印元件板10上的电线(未示出)，打印元件115电连接到端子16，如图13a所示。同时，打印元件115基于通过电气布线板90(图8)和柔性布线板40(图12a)从打印装置1的控制电路输入的脉冲信号产生热量并使液体沸腾。液体利用沸腾产生的气泡力(气泡压力)从每个喷射口113喷射。如图13b所示，沿着每排喷射口，液体供应通路18在一侧上延伸，而液体回收通路19在另一侧上延伸。液体供应通路18和液体回收通路19是在喷射口排方向上延伸并设置在打印元件板10中的流动通路，并且分别通过供应口17a和回收口17b与喷射口113连通。

尽管在本说明书中术语“供应”和“回收”如在液体供应通路18和液体回收通路19等中使用以描述可应用的配置，但是在本发明实施例(例如，如图2和图3中所示的示例)中液体的流动方向是可逆的。在这种情况下，液体根据液体的流动方向可以通过液体供应通路回收并且可以从液体回收通路供应。因此，应当注意，关于本说明书中的其它解释，当液体的流动方向(墨流动方向)反转时，“供应”和“回收”之间的关系同样可以反转。

如图13c和图14所示，片材形式的盖构件120堆叠在打印元件板10的与设置有喷射口113的表面相反地定位的表面上。盖构件120设置有多个开口21，所述多个开口与稍后将描述的液体供应通路18及液体回收通路19连通。在本实施例中，盖构件120设置有用于每个液体供应通路18的三个开口21和用于每个液体回收通路19的两个开口21。图13b中所示的盖构件120中的各个开口21与图9的部分(a)中所示的多个连通端口51连通。图14是示出沿图13a中的线xiv-xiv截取的打印元件板10以及盖构件120的横截面的透视图。如图14所示，盖构件120具有作为盖的功能，该盖构成形成在打印元件板10的基板111中的每个液体供应通路18的壁的一部分以及每个液体回收通路19的壁的一部分。盖构件120优选地由对液体具有足够耐腐蚀性的材料形成。从防止混合颜色的角度来看，盖构件120还需要具有开口21的开口形状和开口位置的高精度。如上所述，设置盖构件以通过使用开口21改变流动通路的间距。因此，考虑到压力损失，盖构件优选地具有较小的厚度。因此，优选地使用光敏树脂材料或硅薄板作为盖构件120的材料，并通过光刻工艺在其中形成开口21。

接下来，将描述打印元件板10中的液体的流动。打印元件板10通过堆叠由硅制成的基板111和由光敏树脂制成的喷射口形成构件112而形成，并且盖构件120结合到基板111的后表面。打印元件115(图13b)形成在基板111的一个表面侧上，而构成沿着喷射口的排延伸的液体供应通路18和液体回收通路19的凹槽形成在其后表面侧。由基板111和盖构件120形成的液体供应通路18和液体回收通路19连接到流动通路构件210中的公共供应流动通路211和公共回收流动通路212，并且在每个液体供应通路18和相应的液体回收通路19之间产生差压。当在液体从液体喷射头300的多个喷射口113喷射时打印时，不执行喷射操作的每个喷射口的液体供应通路18中的液体经由供应口17a、压力室123和回收口17b流动到相应的液体回收通路19。该流动用图14中的箭头c表示。该流动使得可以将由于从喷射口113蒸发而暂停打印的喷射口113和压力室123中引起的增稠的墨、气泡和异物等转移到液体回收通路19。此外，可以抑制喷射口113和压力室123中的墨变稠。

转移到液体回收通路19的液体流过盖构件120的开口21和支撑构件30的液体连通端口31，然后顺序地转移到连通端口51、单独的回收流动通路214和第二公共流动通路13，并最终转移到第一罐21或第二罐22。

换句话说，从液体供应单元220的第一罐或第二罐供应到液体喷射头300的液体以下述顺序流动，并且因此被供应和回收。液体首先流出液体供应单元220并通过液体连接器111和橡胶接头100进入液体喷射头300。然后，按照以下顺序供应液体：设置在第三流动通路构件中的连通端口72以及公共流动通路凹槽71、设置在第二流动通路构件中的公共流动通路凹槽62以及连通端口61、以及设置在第一流动通路构件中的单独的流动通路凹槽52和连通端口51。此后，顺序地通过设置在支撑构件30中的液体连通端口31、设置在盖构件中的开口21、以及设置在基板111中的液体供应通路18和供应口17a将液体供应到压力室123。在供应到压力室123的液体中，液体的未从喷射口113喷射的一部分顺序地流入设置在基板111中的回收口17b以及液体回收通路19、设置在盖构件中的开口21和设置在支撑构件30中的液体连通端口31。然后，液体顺序地流入设置在第一流动通路构件中的连通端口51以及单独的流动通路凹槽52、设置在第二流动通路构件中的连通端口61以及公共流动通路凹槽62、设置在第三流动通路构件70中的公共流动通路凹槽71以及连通端口72、以及橡胶接头100。随后，液体从液体连接器111转移到供应单元220的第二罐或第一罐。

(打印元件板之间的位置关系)

图15是示出彼此相邻的两个喷射模块的打印元件板的局部放大的相邻部分的平面图。如图13a所示，本实施例采用均具有大致平行四边形的形状的打印元件板。如图15所示，通过排列每个打印元件板10中的喷射口113形成的各排喷射口(l1，l2，l3和l4)以相对于打印介质的输送方向以预定角度倾斜的方式排列。因此，在打印元件板10的相邻部分处的喷射口的排布置成使得至少一个喷射口在打印介质的输送方向上重叠另一个喷射口。在图15中，每条d线上的两个喷射口彼此重叠。通过采用此布局，即使打印元件板10中的任一个打印元件板的位置稍微偏离预定位置，也可以通过重叠的喷射口的驱动控制使打印图像中的黑条纹或白点不太明显。这同样适用于多个打印元件板10排成行而不是交错排列的情况。也就是说，图15所示的配置可以采取措施防止打印元件板10的接合处的黑条纹或白点，同时减少在打印介质的输送方向上的液体喷射头300的长度增加。在本实施例中，每个打印元件板的主平坦表面具有平行四边形形状。然而，本发明不仅限于这种配置。本发明的配置可合适地用于采用具有诸如矩形和梯形的其它形状的打印元件板的情况。

(第一压力控制机构和第二压力控制机构)

图16a至图16c是负压控制单元3的说明图，所述负压控制单元3包括第一压力控制机构31和第二压力控制机构32。图16a是负压控制单元3的透视图，图16b是沿图16a中的线xv1b-xv1b截取的横截面图，图16c是沿图16a中的线xv1c-xv1c截取的横截面图。

作为减压管制器机构的第一压力控制机构31和作为背压管制器机构的第二压力控制机构32嵌入公共主体310中并且可一体地附装或更换。如图16c所示，通过点对称地排列两个压力控制机构31和32，可以为负压控制单元3节省空间。

(第一压力控制机构)

如图16b所示，作为减压管制器机构的第一压力控制机构31包括位于主体310的一侧(图16b中的下侧)上的第一压力室305，以及位于主体310的另一侧(图16b中的上侧)上的第二压力室306。第一压力室305用柔性膜303a密封，第二压力室306用压力板(压力接收部分)302和柔性膜303b密封。孔(孔部分)308形成在第一压力室305和第二压力室306之间。利用轴304机械地连接到压力板302的阀307位于第一压力室305中，并且当驱动液体喷射头300时，轴304、阀307和压力板302以整体的方式移动。在阀307关闭孔308的方向上将负载从偏置构件(弹簧)301b施加到压力板302。同时，从设置在第一压力室305中的偏置构件(弹簧)301a沿阀307关闭孔308的方向以及柔性膜303a压靠负压调节构件311的方向施加负载。

阀307的主要功能是通过改变与孔308的间隙来调节气流的流动阻力并使其可变。阀307优选地配置成在墨的循环暂停时关闭与孔308的间隙。通过在墨的循环暂停时(当打印操作暂停时)流体地密封阀307和孔308之间的间隙(边界)，可以保持在喷射口113处施加到墨的负压，并且因此防止墨从喷射口113泄漏出来。诸如橡胶或弹性体的足够耐腐蚀的弹性材料适合于阀307的材料。

在该示例中，用作偏置构件301a和301b的弹簧由两个连接的弹簧形成。然而，弹簧仅需要能够通过其组合弹簧力产生所需的负压。因此，例如，也可以采用仅使用一个弹簧的配置或采用使用三个或更多个弹簧的配置。在图16b的示例中，偏置构件301a和301b(两个连接的弹簧)中的偏置构件301b分开地设置在第二压力室306中。因此，压力板302和轴304配置成可彼此分离。即使在压力板302和轴304彼此分离的状态下，第二压力室中的偏置构件301b的偏置力也作用在压力板302上。因此，即使在阀307关闭孔308的状态下，也可以利用来自第二压力室306中的偏置构件301b的偏置力将压力板302与轴304分离，以进一步增加在第二压力室306内部的体积。结果，在液体喷射头300长时间未被驱动并且气泡被带入液体喷射头300的状态下，第二压力室306用作缓冲器，所述缓冲器吸收对应于气泡的体积的增加。因此，可以抑制液体喷射头300中的墨压力转变为正压力。

第一压力室305和第二压力室306中的每一个压力室与流入端口312a和流出端口312b连通(参见图16b)。阀307在墨流动方向上位于孔308的上游侧，并且随着压力板302在图16b中向上移动，阀307和孔308之间的间隙减小。从流入端口312a进入第一压力室305的空气(空气流)流过阀307和孔308之间的间隙并流入第二压力室306，从而空气的压力传递到压力板302。第二压力室306中的空气从流出端口312b供应到液体供应单元220。

第二压力室306内的压力p2由以下关系表达式(1)确定，所述关系表达式表示施加到各个组件的力的平衡：

p2＝p0-(p1·sv+k1·x)/sd(1).

这里，sd表示压力板302的压力接收面积，sv表示阀307的压力接收面积，p0表示大气压力，p1表示第一压力室305内的压力，以及p2表示第二压力室306内的压力。同时，k1表示偏置构件301(301a和301b)的弹簧常数，以及x表示偏置构件301(301a和301b)的位移(弹簧位移)。

由于上述表达式(1)右手侧的第二项总是取正值，因此p2<p0成立，并且p2表示负压。通过改变偏置构件301(301a和301b)的偏置力，第二压力室306内的压力p2可以设定为期望的控制压力。偏置构件301的偏置力可以根据弹簧常数k和操作时弹簧的长度而改变。

在阀307和孔308之间的间隙处的流动阻力r与负压控制单元3(更准确地，孔308)内部的通路的流量q之间满足以下表达式(2)的关系：

p2＝p1-qr(2).

例如，阀307和孔308之间的间隙(在下文中也称为“阀孔”)和流动阻力r设定为图17所示的关系，即流动阻力r随着阀孔的增大而减小的关系。通过调节阀孔来确定值p2以同时满足表达式(1)和表达式(2)。

当流量q增加时，第一压力控制机构31的上游侧的流动阻力也随着流量q的增加而增加。因此，第一压力室305内的压力p1随着流动阻力增加而减小。结果，如从表达式(1)显而易见的，关闭阀307的力(p1·sv)减小，并且第二压力室306内的压力p2瞬间增加。

同时，表达式r＝(p1-p2)/q来源于表达式(2)。随着流量q和压力p2增加而压力p1减小，流量阻力r减小。随着流动阻力r减小，由于图17所示的关系，阀孔增大。随着阀孔的增大，偏置构件301的长度减小，并且从其自由长度的位移x相应地增加。结果，如从表达式(1)显而易见的，偏置构件301的作用力(k1·x)增加，并且第二压力室306内的压力p2瞬间减小。

另一方面，当流入第一压力控制机构31中的空气的流量q减小时，第一压力控制机构31执行与流量q增加的情况相反的操作。具体地，随着第一压力室305内的压力p1增加，第二压力室306内的压力p2瞬间减小。流动阻力r通过压力p2的减小而减小。结果，第二压力室306内的压力p2瞬间增加。

同时，表达式r＝(p1-p2)/q来源于表达式(2)。这里，随着值q和p2增加而值p1减小，流动阻力r减小。随着值r减小，由于图17所示的关系，阀孔增大。如从图16b中显而易见的，当阀孔增大时，偏置构件(弹簧)301的长度减小。因此，从其自由长度的位移x增加。结果，弹簧的作用力(k1·x)增加。因此，根据表达式(1)，值p2瞬间减小。

如上所述，重复压力p2的瞬时增加和减小并且根据流量q改变阀孔，以便满足表达式(1)和(2)这两者。结果，第二压力室306内的压力p2被控制在恒定水平。因此，第一压力控制机构31的下游侧流动通路部分(在液体喷射头的入口侧)上的压力被自动地控制在恒定水平。

固定到主体310的负压调节构件311配置成改变第一压力室305内的存储长度和第一偏置构件301a的偏置力。在负压调节构件311上的与第一压力室305相对的位置处设置突起。通过选择性地将具有不同高度的突起的负压调节构件311固定到主体310，可以改变偏压构件301a的偏压力，从而改变或调节第一压力控制机构31的控制压力。因此，即使当负压控制单元3的水头差与液体喷射头300的喷射口处的成形面的水头差不同时，相同的第一压力控制机构31也可以通过用设置有具有不同高度的突起的另一负压调节构件替换负压调节构件311来应对这种情况。

(第二压力控制机构)

作为背压管制器机构的第二压力控制机构32与上述第一压力控制机构31类似地配置，除了下面将描述的不同特征。在这种情况下，与第一压力控制机构31中相同的组件将用相同的附图标记表示，并且将省略其说明。

不同特征中的一个特征是第二压力控制机构32的阀307设置在第二压力室306内。另一个不同的特征是当第二压力控制机构32的压力板302沿偏置构件301b的偏置方向(图16b中的向下方向)移动时，阀307和孔308之间的间隙(阀孔)扩大。又一个不同的特征是第二压力控制机构32的第二压力室306与流入端口313a(参见图16a)连通，而第二压力控制机构32的第一压力室305与流出端口313b(参见图16a)连通。因此，在第二压力控制机构32中，空气沿与第一压力控制机构31的方向相反的方向流动，即，从第二压力室306朝向第一压力室305流动。又一个不同的特征是第二压力控制机构32的阀307通过轴304与压力板302集成。此外，第二压力控制机构32的轴304穿透孔308并与轴保持器309接触。阀307和压力板302通过轴304集成在一起，并且因此不仅接收第一压力室305内的偏置构件301a的偏置力，而且还接收第二压力室306内的偏置构件301b的偏置力。

第二压力控制机构32的压力调节机构类似于上述第一压力控制机构31的压力调节机构。上游侧的第二压力室306内的压力p1由以下关系表达式(3)确定，所述关系表达式表示施加到各个组件的力的平衡：

p1＝p0-(p2·sv+k1·x)/sd(3).

这里，sd表示压力板302的压力接收面积，sv表示阀307的压力接收面积，p0表示大气压力，p1表示在上游侧上的第二压力室306内的压力，p2表示在下游侧上的第一压力室305内的压力。同时，k1表示偏置构件301(301a和301b)的弹簧常数，以及x表示偏置构件301(301a和301b)的位移(弹簧位移)。由于表达式(3)的右手侧上的第二项总是取正值，因此p1<p0成立，并且p1表示负压。

同时，在阀307和孔308之间的间隙处的流动阻力r与通过孔308的通路的流量q之间满足以下表达式(4)的关系：

p1＝p2-qr(4).

阀307和孔308之间的间隙(阀孔)和流动阻力r设定为图17所示的关系，即流动阻力r随着阀孔的增加而减小的关系。通过调节阀孔来确定在上游侧上的第二压力室306内的压力p1以同时满足表达式(3)和表达式(4)。

当流量q增加时，由于要连接到负压控制单元3的下游侧的抽吸泵1000的压力是恒定的，因此从第二压力控制机构32到抽吸泵1000(参见图2)的流动阻力随着流量q的增加而增加。因此，第一压力室305内的压力p2随着流动阻力的增加而增加。结果，如从表达式(3)显而易见的，关闭阀307的力(p2·sv)增加，并且上游侧上的第二压力室306内的压力p1瞬间减小。

同时，表达式r＝(p1-p2)/q来源于表达式(4)。随着流量q和压力p2增加而压力p1减小，流量阻力r减小。随着流动阻力r减小，由于图17所示的关系，阀孔增大。随着阀孔的增大，偏置构件301的长度增加，并且从其自由长度的位移x相应地减小。结果，如从表达式(3)显而易见的，偏置构件301的作用力(k1·x)减小，并且上游侧上的第二压力室306内的压力p1瞬间增加。

另一方面，当空气的流量q减小时，第二压力控制机构32执行与流量q增加的情况相反的操作。具体地，随着下游侧上的第一压力室305内的压力p2减小，上游侧上的第二压力室306内的压力p1瞬间增加。流动阻力r通过压力p1的增加而增加。结果，下游侧上的第二压力室306内的压力p1瞬间减小。

如上所述，重复上游侧上的第二压力室306内的压力p1的瞬时增大和减小并且根据流量q改变阀孔，以便满足表达式(3)和(4)。结果，上游侧上的第二压力室306内的压力p1被控制在恒定水平。因此，第二压力控制机构32的上游侧的流动通路部分(在液体喷射头的出口侧)上的压力被自动地控制在恒定水平。

与第一压力控制机构31中的负压调节构件311一样，通过在第二压力控制机制32中使用负压调节构件311，可以改变第二压力室306内的储存长度和偏压构件301a的偏压力。因此，可以将相同的负压控制单元3应用到具有不同使用条件的各种打印装置，并且从而实现成本降低。

在本实施例中，在通过压力室在第一罐和第二罐之间建立连通的墨流动通路上流动的墨的流动方向可以在第一方向(向前方向)和第二方向(反向方向)之间切换，第二方向是与第一方向相反的方向。因此，可以将每个流动通路中和每个喷射口附近的气泡、增稠的墨和异物等排出到喷射口的在流动方向上的下游侧。

根据本实施例的配置，即使当在通过压力室在第一罐和第二罐之间建立连通的墨流动通路中流动的墨的流动方向是第一方向(向前方向)或第二方向(反向方向)时，也可以在喷射时用墨稳定再填充。

[第二实施例]

将描述根据本发明第二实施例的配置。应注意，以下描述将解释与第一实施例中的特征不同的特征，并且将省略与第一实施例中的部分类似的部分的说明。

图18是示出根据本发明第二实施例的打印装置的流体流动通路(墨流动通路和空气流动通路)的示意图。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，可更换的主罐1002连接到液体喷射头而不是将第一罐连接到其上，并且主罐1002的大气连通端口通过单独的供应阀(v2)连接到切换机构4。其余部分与第一实施例的部分相同。

优选地，本实施例的主罐1002配置成包括：内袋，其设置有剩余量检测机构(未示出)以检测与墨剩余量有关的信息，并且配置成存储墨；以及大气连通端口，其通向罐壳体。尽管如上所述的主罐的配置本身是普通的，但是该主罐可以以使得由于将负压控制单元通过切换机构连接到主罐1002的大气连通端口而允许墨不同于普通的主罐地进出的方式使用。此外，由于设置了墨内袋，因此主罐可以避免由于翻转等而导致空气管道中的墨混色的风险，并同时通过空气压力保持内部压力控制。此外，例如，通过安装剩余量检测机构来检测内袋的放气位移，主罐还可以以高精度检测剩余量而不受打印装置的安装角度的影响。

在传统的主罐中，存在一种采用的模式，所述模式被配置成通过在内袋内设置偏压装置形成负压产生装置以便防止墨泄漏。当该模式应用于本实施例时，在操作等方面优选地将由主罐的内部机构产生的负压设定为低于第一压力控制机构的控制压力，或者在安装罐时禁用罐中的负压产生机构。

尽管未示出，但是第二罐22也可以采用使用具有类似袋结构的罐的配置。然而，在这种情况下，与主罐侧不同，第二罐不会被更换。因此，随着从液体喷射头300内部排出的气泡的一部分积聚在第二罐的内袋中，存在残留量检测精度逐渐劣化的风险。

在本实施例中，与第一实施例一样，液体喷射头300中的墨流动方向可以通过切换机构4反转。此外，负压补偿机构37与第一实施例一样设置。因此，即使当在短时间内从打印元件板10的喷射口113中的任一个喷射口喷射大量墨时，也可以进行稳定的打印操作,并同时抑制压力室的在墨流动方向上的下游侧上的流动通路中的负压的过度降低。换句话说，根据本实施例，即使当通过压力室在第一罐和第二罐之间建立连通的墨流动通路中流动的墨的流动方向是第一方向(向前方向)或第二方向(反向方向)时，也可以在喷射时用墨稳定再填充。结果，可以以高可靠性进行打印操作。

在第二实施例中，可以省去在装置上使用和安装第一罐21和供应阀6(v3)，并且因而实现墨供应系统的进一步成本降低和尺寸减小。同时，先前已经有许多均被设计用于安装剩余量检测机构的主罐。因此，通过将此种主罐的功能应用到切换机构的操作，可以削减剩余量检测机构。此外，在本实施例中，不需要用来自主罐的墨再填充第一罐的操作。因此，可以减少打印的等待时间，并且从而提高打印装置的打印生产率。

[第三实施例]

将描述根据本发明第三实施例的配置。以下描述将解释与第一实施例中的特征不同的特征，并且将省略与第一实施例中的部分类似的部分的说明。

图19a是示出用于根据本发明第三实施例的打印装置的用于总共四种颜色的墨流动通路中的用于一种颜色的墨流动通路和空气流动通路的示意图。第三实施例与第一实施例的不同之处在于，在液体喷射头300内流动的墨流由抽吸泵1000和增压泵1003产生。具体地，在第三实施例中，增压泵1003用于对应于第一压力控制机构的功能，抽吸泵1000用于对应于第二压力控制机构的功能。根据第三实施例的配置，可以通过控制各泵的转数改变在用于每种墨颜色的液体喷射头300中流动的墨流量。

与第一实施例一样，负压补偿机构37由被动阀33和开关阀34(表示为v5)形成。然而，与第一实施例不同，负压补偿机构37设置在通道(旁通流动通路)的中间，所述通道将增压泵1003的紧下游侧直接连接到抽吸泵1000的紧上游侧。

被动阀33设计成当其两侧之间的差压(即增压泵1003侧的压力与抽吸泵1000侧的压力之间的差)等于或高于预定值时打开。在图19a的示例中，增压泵1003侧的压力对应于增压泵1003和液体喷射头300的入口之间的墨流动通路的内部压力。同时，抽吸泵1000侧的压力对应于抽吸泵1000和液体喷射头300的出口之间的墨流动通路的内部压力。

根据第三实施例的配置，即使当通过液体喷射头300的喷射操作减小在墨流动方向上的喷射口的下游侧(出口侧)上的压力(负压增加)时，也能通过打开被动阀33补偿负压的变化，并且因此防止了负压的过度增加。结果，可以在喷射时用墨稳定再填充并且以高可靠性进行打印操作。

第三实施例与第一实施例的不同之处还在于，切换机构4设置在第一罐以及第二罐与液体喷射头300之间。在图19a中，开关阀v1a和开关阀v1d打开，而开关阀v1b和开关阀v1c关闭。因此，墨通过开关阀v1d从第一罐21供应到增压泵1003，并且然后流入液体喷射头300中。此后，墨被吸入抽吸泵1000中，并且通过开关阀v1a转移到第二罐22。当第二罐22中的墨量超过规定的水位时，通过切换操作，开关阀v1a和开关阀v1d关闭而开关阀v1b和开关阀v1c打开，如图19b所示。该切换操作使从第一罐和第二罐观察的墨流动方向反转。

同时，在第一和第二实施例中，液体喷射头300中的墨流动方向在向前方向和反向方向这两个方向上可切换，而在第三实施例中，液体喷射头300中的墨流动方向固定在一个方向上。考虑到用于液体喷射头中的各种颜色的墨流动通路的布局设计，可能存在喷射口的上游侧的阻力显著不同于其下游侧的阻力的情况。当液体喷射头300中的墨流动方向在这种情况下反转时，喷射口处的负压值根据墨流动方向显著波动。因此，可能由墨流动方向引起打印材料密度上的差异。另一方面，如本实施例中那样，通过将在液体喷射头300中的墨流动方向固定在一个方向上，可以降低这种风险。

在第三实施例中，压力控制与第一和第二实施例一样进行，即，根据液体喷射头中的压力条件，适当地用液体再填充液体喷射头。因此，可以提高用液体再填充液体喷射头的再填充性能并稳定液体喷射头的喷射状态。

[第四实施例]

将描述根据本发明第四实施例的配置。应注意，以下描述将解释与第一实施例中的特征不同的特征，并且将省略与第一实施例中的部分类似的部分的说明。图20和图21是示出本发明第四实施例的打印装置的流体流动通路(墨流动通路和空气流动通路)的示意图，其中图20示出执行打印时的状态，图21示出不执行打印时的状态。

第四实施例与第一实施例的不同之处在于，第四实施例设置有将用于各种颜色的第一罐连接到相应的第二罐的连通通路28以及能够打开和关闭相应的连通通路28的开关阀14(表示为v6)。其余部分与第一实施例的部分相同。提供连通通路28和开关阀14的目的是允许墨在第一罐21和第二罐22之间快速移动。在图21中，每个第二罐22连接到压力控制机构(高压侧)31，每个第一罐21通过阀v1d和旁通阀35(v4)连接到抽吸泵1000。通过驱动抽吸泵1000，第一罐21中的空气被排空，并且墨从第二罐22通过连通通路28流入第一罐21中。在这种情况下，供应阀6(v3)关闭。因此，液体喷射头300中的墨不会转移到第一罐21中。同时，第二罐22的内部压力设定为足够接近压力控制机构(高压侧)31的控制压力的值。因此，在打印元件板10的每个喷射口处的弯液面被保持，并且液体喷射头300中的墨不会转移到第二罐22。同时，在主罐1002中内置有未示出的止回阀。通过使用止回阀，第一罐21通过墨接头8和过滤器1001被用主罐1002中的墨再填充。如图21所示，开口和止回阀的压力设定为低于运输墨时第一罐21的内部压力。结果，墨不会从主罐1002流入。

与第一实施例一样，在第四实施例中，如图20所示，当执行打印时，墨经由液体喷射头300的打印元件板10从第一罐21进给到第二罐22。然而，在第四实施例中，当不执行打印时，墨经由连通通路28和阀14(v6)从第二罐22转移到第一罐21，如图21所示。因此，在打印时打印元件板10中的墨流动方向可以限制在一个方向，从而易于估计喷射口排的方向上的温度分布。

例如，让我们假设图10中的每个第一单独的流动通路213位于打印元件板10的墨流动方向上的上游侧，而其中的每个第二单独的流动通路214位于流动方向上的下游侧。在这种情况下，流入打印元件板10中的墨的温度通常较低，第一单独的流动通路213附近的每个喷射口中的墨趋于低温。另一方面，打印元件板10中的墨接收热量并且经历温度升高，从而提高了流出打印元件板10的墨的温度。因此，第二单独的流动通路214周围的每个喷射口中的墨趋于高温。因此，在喷射口排的方向上形成包括低温部分和高温部分的温度分布，并且该温度分布基本上与第一单独的独流动通路213和第二单独的流动通路214的位置关系一致。基于上述温度分布的估计值，打印装置的主体的未示出的控制装置调整打印介质上每单位面积的喷射墨滴的命中数。因此，可以校正打印图像中的密度不均匀，这归因于响应于温度分布而发生的喷射墨的量的变化。

当如在第一实施例中那样反转打印元件板10中的墨流动方向时，打印元件板10中的温度分布也反转。因此，如果用于调节喷射的墨滴的命中数的控制模式是固定的，则不可能应对上述温度分布的反转，并且难以校正打印图像中的浓度不均匀。即使在上述第一实施例中，根据打印元件板10中的墨流动方向切换用于调整喷射的墨滴的命中数控制模式也能够响应于温度分布的反转来校正打印图像中的浓度不均匀。然而，在这种情况下，很可能使得打印装置主体侧的控制复杂化。

同时，为了更可靠地输送墨并同时最小化第一罐21和第二罐22中将被带入连通通路28中的气泡的量，优选地将连通通路28与第二罐22的连通位置定位成低于第二罐22中的液位。

同时，当墨是含有颜料组分的颜料墨时，优选地通过连通通路28在第一罐21和第二罐22之间输送墨以抑制墨中这种颜料组分的沉积。图22是示出在不执行打印时在通过连通通路28将墨从第一罐21输送到相应的第二罐22的情况下的流体流动通路(墨流动通路和空气流动通路)的另一示意图。图22示出了与图21中的情况相反的情况，在图22的情况中每个第一罐21连接到压力控制机构(高压侧)31并且每个第二罐22通过阀v1c和旁通阀35(v4)连接到抽吸泵1000。其余与图21中的情况相同。这里，通过驱动抽吸泵1000将墨从第一罐21运输到第二罐22。

当不执行打印时，可以通过交替地重复图21中所示的墨的运输和图22中所示的墨的运输来搅拌通路中的墨，以便使墨在第一罐21和第二罐22之间来回移动。因此，可以抑制放入第一罐21和第二罐22中的墨中颜料组分的沉积，而不必添加特定的配置来搅拌墨。为了通过墨流过连通通路28的流动更加提高墨的搅拌效率，优选地在与相应的连通通路28的连接处附近的第一罐21和第二罐22的每一个中提供静态混合器。

应注意，与第四实施例一样，第一实施例也可以通过反转墨流动方向来搅拌第一和第二罐中的墨。然而，在可以保持在每个喷射口处形成的墨的弯液面的负压范围内没有大流量的墨可以流过打印元件板10。为此，第四实施方案可以在更短的时间内消除颜料组分的沉积。

此外，第四实施例的连通通路28和阀14(v6)不仅可以添加到第一实施例的配置，并且也可以添加到第二和第三实施例的配置。

(其它实施例)

尽管上述第一至第三实施例采用气泡喷射(注册商标)模式作为液体喷射模式，但是本发明也可应用于采用压电模式的液体喷射头。

打印装置的模式不仅限于如上述实施例中的全行模式。本发明还适用于采用所谓的串行扫描模式的打印装置，其配置成通过重复液体喷射头在主扫描方向上的移动和打印介质在竖向扫描方向上的移动来记录图像。

本发明可广泛适用于供应各种液体的液体供应装置和可以喷射各种液体的液体喷射装置。此外，本发明可适用于喷墨装置，其配置成通过使用能够喷射液体的喷墨头在各种介质(片材)上执行各种处理(诸如打印、处理、涂覆、照射、读取和检查)。这种介质(包括打印介质)包括要经受液体(包括墨)附着的各种介质，并且介质可以由任何材料形成，包括纸、塑料、膜、织物、金属和柔性板等。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有这些修改和等效结构和功能。